package club.xiaojiawei.hash;

import java.util.*;

/**
 * @author 肖嘉威
 * @version 1.0
 * @date 4/29/22 11:26 PM
 * @question 15.三数之和
 * @description 给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。
 * 注意：答案中不可以包含重复的三元组。
 */
public class ThreeSum15 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {-1,0,1,2,-1,-4};
        List<List<Integer>> result = test3(nums);
        System.out.println(result);
//        -2,-1,-1,0,0,1,1,2,3
    }

    /**
     * 练习-排序+双指针
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> test3(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        ArrayList<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (nums.length == 0 || nums[0] > 0){
            return result;
        }
        for (int f = 0; f < nums.length; f++) {
            if (f != 0 && nums[f] == nums[f - 1]){
                continue;
            }
            int l = f + 1, r = nums.length - 1, temp;
            while (l < r){
                if ((temp = nums[l] + nums[r]) > -nums[f]){
                    r--;
                }else if (temp < -nums[f]){
                    l++;
                }else {
                    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(nums[f]);
                    list.add(nums[l]);
                    list.add(nums[r]);
                    result.add(list);
                    l++;
                    r--;
                    while (l < r && nums[l] == nums[l - 1]){
                        l++;
                    }
                    while (l < r && nums[r] == nums[r + 1]){
                        r--;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }

    /**
     * 排序+HashSet
     * 通过排序避免重复答案
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        HashSet<ArrayList<Integer>> result = new HashSet<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (set.contains(-nums[i] - nums[j])){
                    ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>();
                    integers.add(nums[i]);
                    integers.add(nums[j]);
                    integers.add(-nums[i] - nums[j]);
                    result.add(integers);
                }else {
                    set.add(nums[j]);
                }
            }
            set = new HashSet<>();
        }
        return new ArrayList<>(result);
    }

    /**
     * 官方-排序+双指针
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> threeSum2(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<List<Integer>>();
        // 枚举 a
        for (int first = 0; first < n; ++first) {
            // 需要和上一次枚举的数不相同
            if (first > 0 && nums[first] == nums[first - 1]) {
                continue;
            }
            // c 对应的指针初始指向数组的最右端
            int third = n - 1;
            int target = -nums[first];
            // 枚举 b
            for (int second = first + 1; second < n; ++second) {
                // 需要和上一次枚举的数不相同
                if (second > first + 1 && nums[second] == nums[second - 1]) {
                    continue;
                }
                // 需要保证 b 的指针在 c 的指针的左侧
                while (second < third && nums[second] + nums[third] > target) {
                    --third;
                }
                // 如果指针重合，随着 b 后续的增加
                // 就不会有满足 a+b+c=0 并且 b<c 的 c 了，可以退出循环
                if (second == third) {
                    break;
                }
                if (nums[second] + nums[third] == target) {
                    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
                    list.add(nums[first]);
                    list.add(nums[second]);
                    list.add(nums[third]);
                    ans.add(list);
                }
            }
        }
        return ans;
    }

    /**
     * 民间-排序+双指针-优化
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> threeSum3(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
        if(nums == null || nums.length < 1){
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int len = nums.length;
        for(int i = 0;i < len;i++){
            if(nums[i] > 0){
                return res;
            }
            if(i > 0 && nums[i-1] == nums[i]){
                continue;
            }
            int num = nums[i];
            int l = i + 1;
            int r = len - 1;
            while(l < r){
                int sum = num + nums[l] + nums[r];
                if(sum == 0){
                    List<Integer> list = new LinkedList<>();
                    list.add(num);
                    list.add(nums[l]);
                    list.add(nums[r]);
                    res.add(list);
                    while(l < r && nums[l] == nums[l+1]){
                        l++;
                    }
                    while(l < r && nums[r] == nums[r-1]){
                        r--;
                    }
                    l++;
                    r--;
                }else if(sum < 0){
                    l++;
                }else{
                    r--;
                }
            }
        }
        return res;
    }
}
